[发明专利]基于ZnO多孔纳米片微球敏感材料的乙醇传感器、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种基于分等级结构ZnO多孔纳米片微球敏感材料的乙醇传感器，由外表面带有两条平行、环状且彼此分立的金电极的Al₂O₃陶瓷管衬底、涂覆在Al₂O₃陶瓷管外表面和金电极上的纳米敏感材料、置于Al₂O₃陶瓷管内的镍铬合金加热线圈组成；其特征在于：纳米敏感材料为分等级结构ZnO多孔纳米片微球，且由如下步骤制备得到，

(1)首先将1.488g Zn(NO₃)₂·6H₂O、0.6g尿素、0.8～3.3g聚乙烯吡咯烷酮溶解在60～80mL去离子水中并充分搅拌20～40min；

(2)将步骤(1)得到的均匀透明溶液在140～160℃下水热反应8～15h；

(3)步骤(2)的反应结束后，将所得白色沉淀用去离子水和无水乙醇交替离心洗涤4～8次，然后将洗涤干净的白色沉淀在70～90℃下烘干10～15h，再在450～550℃下煅烧3～5h，从而得到分等级结构ZnO多孔纳米片微球。

2.权利要求1所述的一种基于分等级结构ZnO多孔纳米片微球敏感材料的乙醇传感器的制备方法，其步骤如下：

(1)取5～15mg煅烧后的分等级结构ZnO多孔纳米片微球敏感材料白色粉末与0.1mL、体积比为1：1的乙醇与去离子水的混合溶剂均匀混合形成浆料，用毛刷蘸取浆料涂敷在Al₂O₃陶瓷管衬底外表面和两条平行、环状且彼此分立的金电极上，厚度为15～30μm；每个金电极上引出2条铂丝导线；

(2)将步骤(1)涂覆好的Al₂O₃陶瓷管在350～450℃下煅烧1.5～3.0h，然后将电阻值为30～40Ω的镍铬合金加热线圈穿过Al₂O₃陶瓷管内部，再将传感器的四根铂丝以及镍铬合金加热线圈的两端焊接到旁热式六角管座上；

(3)将步骤(2)的传感器在180～220℃空气环境中老化6～8天，从而得到基于分等级结构ZnO多孔纳米片微球敏感材料的乙醇传感器。

3.如权利要求2所述的一种基于分等级结构ZnO多孔纳米片微球敏感材料的乙醇传感器的制备方法，其特征在于：Al₂O₃陶瓷管内径为0.7～0.9mm，外径为1.1～1.3mm，长度为3.8～4.2m；金电极的宽度0.35～0.45mm，两金电极的间距为0.4～0.6mm；铂丝导线的长度为4～6mm。

4.权利权利要求1所述的一种基于分等级结构ZnO多孔纳米片微球敏感材料的乙醇传感器在环境中检测乙醇蒸汽方面的应用。